懸浮石墨烯的制備及其掃描隧道顯微學(xué)表征.pdf

1、石墨烯是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型的二維材料。由于石墨烯獨(dú)特的物理，化學(xué)和生物性質(zhì)，這種材料引起了科研界和工業(yè)界的極大興趣。石墨烯與鐵基超導(dǎo)體，拓?fù)浣^緣體成為凝聚態(tài)物理學(xué)領(lǐng)域的三大研究熱點(diǎn)。在過去的八年里，眾多的實(shí)驗(yàn)小組利用各種實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)于石墨烯的物理性質(zhì)進(jìn)行了詳實(shí)的表征，獲得了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然而各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，襯底會(huì)影響石墨烯的物理性質(zhì)，影響拉曼表征信號(hào)，降低石墨烯的載流子輸運(yùn)品質(zhì)，掩蓋其電子間的庫倫相互作用等。因此，隔絕襯底對(duì)石墨烯

2、的影響，對(duì)于懸浮石墨烯進(jìn)行表征可以進(jìn)一步揭示石墨烯中更豐富的物理信息。例如，對(duì)于懸浮石墨烯的輸運(yùn)測(cè)試已經(jīng)表明，懸浮石墨烯的電子遷移率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非懸浮石墨烯的電子遷移率。然而至今，對(duì)于懸浮石墨烯的掃描隧道顯微學(xué)的微觀表征研究仍然很少，主要原因在于制備用于微觀表征的懸浮石墨烯樣品很困難。但是，利用掃描隧道顯微鏡對(duì)懸浮石墨烯進(jìn)行納米局域的表征具有很大的意義。
　　 本論文試圖制備一種周期性支撐的懸浮石墨烯樣品，用于掃描隧道顯微學(xué)的微觀

3、表征。整個(gè)論文可以分為幾章:
　　 第一章主要介紹了石墨烯的研究進(jìn)展，制備石墨烯的主流方法，以及石墨烯的主要物理性質(zhì)。
　　 第二章介紹我們制備的一種硅納米柱陣列的襯底，用于支撐懸浮石墨烯。首先我們介紹一種納米微球的自組裝技術(shù);我們用這種簡(jiǎn)便的方法自組裝了納米微球模板，并結(jié)合深硅刻蝕技術(shù)在硅基襯底上刻蝕出納米柱陣列;最后用化學(xué)方法清洗干凈襯底，并用掃描電鏡表征了納米柱陣列的品質(zhì)。
　　 第三章介紹我們制備CVD石

4、墨烯的的過程。我們搭建了一套化學(xué)氣相沉積設(shè)備，并利用自己的設(shè)備，參照相關(guān)文獻(xiàn)，制備了大面積，高質(zhì)量的單層石墨烯。利用掃描電鏡，拉曼光譜儀，掃描隧道顯微鏡多種手段表征了CVD石墨烯的質(zhì)量。
　　 第四章介紹了我們制備并表征懸浮石墨烯的過程。我們參考文獻(xiàn)的轉(zhuǎn)移方法，將CVD石墨烯轉(zhuǎn)移到硅基納米柱陣列上。利用掃描電鏡和拉曼譜儀，我們表征了懸浮石墨烯的質(zhì)量，確保了石墨烯完整，沒有破損。最后我們用掃描隧道顯微鏡表征了懸浮石墨烯，獲得了較穩(wěn)